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Tutorial MARZO 2023 AUTOMAZIONE OGGI 444 | 89 ancora. I sensori attivi si basano su componen- ti elettronici ed elettrici. Essi richiedono una fonte di energia elettrica per eseguire tutte le misurazioni e rilevare i cambiamenti e le va- riazioni dei parametri che vengono analizzati. Inoltre, la crescente domanda di trasferimento di dati dai sensori ai centri di controllo conti- nua a richiedere quantitativi di energia sempre più grandi, in quanto le reti di trasmissione dati necessitano una continua conversione di corrente (elettroni) in luce (fotoni) e viceversa. Per ridurre al minimo l’impatto economico, la richiesta di sensori monouso sta crescendo in modo esponenziale, in quanto risultano esse- re economici, facili da utilizzare e forniscono misurazioni rapide e affidabili. In particolare, i sensori monouso sono largamente utilizzati nelle applicazioni mediche e scientifiche per- ché questi dispositivi, una volta utilizzati, pos- sono essere facilmente smaltiti. Tuttavia, essi aumentano notevolmente la quantità di rifiuti generati e, inoltre, possono contenere materia- li nocivi in grado di recare danni all’ambiente. Inoltre, la rapida crescita di sensori monouso è stata accompagnata da un aumento via via più crescente di rifiuti di plastica generati dal loro utilizzo. Naturalmente, non è ancora chia- ro quanto l’impatto ambientale associato alla produzione di plastica andrà a influenzare il nostro ecosistema, biodiversità e i cambia- menti climatici. La recente pandemia ha sicura- mente favorito lo sviluppo di sensori monouso per la realizzazione di dispositivi rapidi capaci di rilevare l’infezione provocata dal Sars-CoV-2. Vale la pena sottolineare un dato veramente importante e allo stesso tempo molto allar- mante: il ciclo di vita di un singolo test dia- gnostico utilizzato per la diagnosi di Covid-19 produce un’emissione di 620 g di CO₂, trovan- do come causa principale l’emissione gene- rata dal carburante utilizzato per il trasporto (terrestre, marittimo e aereo). Quindi, risulta necessario adottare immediatamente nuove soluzioni tecnologiche che possano generare un cambio di paradigma capace di ridurre o al- meno mitigare tutti i problemi e le conseguen- ze che ne derivano come, ad esempio, il riscal- damento globale, il rischio di nuove pandemie o eventuali ulteriori crisi energetiche. Per tali motivazioni, è fondamentale valutare nuove soluzioni che consentano la realizzazione di una nuova generazione di sensori che possano essere multifunzionali e riutilizzabili e, quindi, assicurare un impatto ambientale minimo e un notevole risparmio economico. Una nuova generazione In questo contesto si inquadrano molto bene le nanotecnologie, attraverso lo studio e la rea- lizzazione di materiali innovativi con proprietà fisiche e chimiche uniche. In particolare, i nano- materiali svolgono un ruolo fondamentale nel mondo delle nanotecnologie perché hanno la capacità intrinseca di generare fenomeni ot- tici e chimici unici. Le nanotecnologie, grazie anche all’ausilio dei nanomateriali, hanno dato impulso alla realizzazione di sensori monouso che possiedono delle prestazioni superiori e sono estremamente compatti. Esempi signifi- cativi di sensori monouso basati su nanoma- teriali innovativi sono: i test di gravidanza, i dispositivi per la diagnosi del respiro, i kit per il monitoraggio delle deformazioni meccani- che e i sensori per l’analisi elettrochimica. Le potenzialità offerte dalle nanotecnologie pos- sono, inoltre, promuovere una nuova gene- razioni di sensori riutilizzabili. A tal proposito, recentemente, un gruppo di ricerca internazio- nale e multidisciplinare coordinato dai ricerca- tori dell’Università La Sapienza di Roma, grazie al supporto del programma Science for Peace and Security istituito dalla Nato, ha realizzato un nuovo biosensore riutilizzabile capace di rilevare piccolissime concentrazioni di batteri nocivi dispersi nelle acque potabili. La conta- minazione di condotte idriche con batteri o virus potrebbe essere utilizzata come un’arma biologica di distruzione di massa, per questo ѐ una questione di biosicurezza particolarmente rilevante sia a livello nazionale sia internazio- nale. La recente pandemia ci ha insegnato che virus e batteri possono rappresentare delle armi estremamente pericolose, e per questa ra- gione occorre investire in sviluppo e ricerca per realizzare sistemi intelligenti capaci di fornire allarmi precoci che segnalano eventuali rischi. Il dispositivo realizzato, oltre a rappresentare un’arma validissima nella lotta contro la conta- minazione biologica volontaria o involontaria delle acque potabili, è un forte alleato dell’am- biente. Infatti, gli stessi ricercatori hanno dimo- strato che il dispositivo, una volta utilizzato, può essere facilmente disinfettato attraverso l’esposizione alla luce e, successivamente, può Un gruppo di ricerca internazionale e multidisciplinare coordinato dai ricercatori dell’Università La Sapienza di Roma, grazie al supporto del programma Science for Peace and Security istituito dalla Nato, ha realizzato un nuovo biosensore riutilizzabile capace di rilevare piccolissime concentrazioni di batteri nocivi dispersi nelle acque potabili Fonte: foto Shutterstock